三峽庫(kù)區(qū)水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)能路由協(xié)議研究.pdf

1、長(zhǎng)江三峽工程是舉世矚目的特大型水利工程，其在防洪、發(fā)電以及航運(yùn)等方面帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益以及社會(huì)效益。因此，三峽庫(kù)區(qū)的生態(tài)環(huán)境健康狀況得到了相國(guó)家關(guān)部門的高度重視，庫(kù)區(qū)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)也成為了一個(gè)研究熱點(diǎn)。然而現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)方法、手段以及設(shè)備已不再能夠滿足監(jiān)測(cè)需求，迫切地需要采用新的技術(shù)手段以提高對(duì)庫(kù)區(qū)水環(huán)境監(jiān)測(cè)的能力。
　　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是由大量廉價(jià)、低功耗的傳感器節(jié)點(diǎn)組成，并通過自組織的方式形成多跳網(wǎng)絡(luò)，具有對(duì)監(jiān)測(cè)區(qū)域?qū)崟r(shí)的感知、數(shù)據(jù)

2、處理、存儲(chǔ)以及傳輸?shù)哪芰ΑＲ虼藢鞲衅鞴?jié)點(diǎn)部署于三峽庫(kù)區(qū)，構(gòu)建一種面向庫(kù)區(qū)的水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)庫(kù)區(qū)水質(zhì)的實(shí)時(shí)、連續(xù)、高效的監(jiān)測(cè)，以及提升我國(guó)水環(huán)境監(jiān)測(cè)理論水平和應(yīng)用水平具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　在三峽庫(kù)區(qū)水環(huán)境監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)數(shù)目龐大，并采用電池供電，節(jié)點(diǎn)一旦耗盡能量不方便更換電池或者再充電。因此高效管理節(jié)點(diǎn)的能量至關(guān)重要，這對(duì)于節(jié)省節(jié)點(diǎn)能量、延長(zhǎng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)的使用壽命具有重要作用。傳感器網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)通信模塊在數(shù)據(jù)的收發(fā)過程

3、中耗費(fèi)了節(jié)點(diǎn)絕大部分的能量，可通過優(yōu)化路由協(xié)議提高通信模塊的能耗效率。本文以三峽庫(kù)區(qū)水環(huán)境監(jiān)測(cè)為應(yīng)用背景，結(jié)合三峽庫(kù)區(qū)典型的帶狀分布特性，研究無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于分簇結(jié)構(gòu)的節(jié)能路由協(xié)議，主要貢獻(xiàn)列舉如下:
　　(1)提出了一種基于博弈理論的分簇路由協(xié)議，在分簇過程中節(jié)點(diǎn)只需和鄰居節(jié)點(diǎn)交互，具有完全分布式的特點(diǎn)，適用于三峽庫(kù)區(qū)帶狀分布網(wǎng)絡(luò)。
　　(2)在采用博弈理論對(duì)分簇路由中的簇頭節(jié)點(diǎn)選擇問題建模時(shí)，引入了懲罰機(jī)制懲罰節(jié)點(diǎn)的

4、自私行為，并根據(jù)節(jié)點(diǎn)的剩余能量決定懲罰力度。節(jié)點(diǎn)通過與其鄰居節(jié)點(diǎn)博弈得到成為簇頭的均衡概率，根據(jù)此概率決定是否成為簇頭可在節(jié)省能量和提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)之間達(dá)到一種均衡效果。
　　(3)根據(jù)均衡概率決定成為簇頭的節(jié)點(diǎn)作為臨時(shí)簇頭節(jié)點(diǎn)，需進(jìn)一步競(jìng)選真正簇頭，以避免相鄰的節(jié)點(diǎn)同時(shí)成為簇頭，同時(shí)讓簇頭節(jié)點(diǎn)覆蓋范圍盡可能廣。
　　(4)根據(jù)簇頭節(jié)點(diǎn)到基站的距離以及簇頭節(jié)點(diǎn)的度設(shè)計(jì)代價(jià)函數(shù)，普通節(jié)點(diǎn)根據(jù)簇頭節(jié)點(diǎn)的代價(jià)選擇合適的簇頭加入形成簇，